Engenharia Modular e Padronização com EPLAN: estruturação de produto como base para a eficiência operacional, qualidade e competitividade
A crescente complexidade dos sistemas industriais e a pressão para reduzir prazos de entrega exigem uma mudança de paradigma na engenharia elétrica e de automação. A estruturação de produto (Product Structuring), suportada por plataformas como o EPLAN e alicerçada em normas como a IEC 81346 e a IEC 61355, oferece uma metodologia clara para decompor sistemas técnicos em módulos funcionais reutilizáveis — o caminho comprovado para ganhos concretos em eficiência, qualidade e competitividade no contexto da Indústria 4.0.
1. O Problema: Engenharia por Cópia e Adaptação
Na prática industrial corrente, novos projetos são frequentemente construídos a partir de fragmentos de projetos anteriores — copy/paste de esquemas existentes com adaptações pontuais. O conhecimento pessoal do projetista determina quais os templates adequados, e erros antigos são sistematicamente copiados, manifestando-se apenas em fases tardias como a encomenda de materiais, a montagem ou o comissionamento. O resultado é previsível: atrasos, retrabalho e custos acumulados.
Quando o portfólio de produtos cresce — com variantes, opções e soluções especiais — a explosão combinatória torna a abordagem por cópia insustentável. Considere-se um sistema com apenas quatro parâmetros, cada um com dez variantes: o número de combinações possíveis atinge 10.000 configurações. Sem uma estrutura modular, cada configuração exige engenharia individual, multiplicando tempos e custos de forma exponencial.
2. Estruturação de Sistemas Técnicos: Os Três Aspetos da IEC 81346
A norma IEC 81346 define três aspetos fundamentais para a estruturação de qualquer sistema técnico, cada um respondendo a uma pergunta distinta de engenharia. O aspeto funcional (identificador “=”) descreve o que o sistema deve fazer — por exemplo, transportar peça, fresar material ou acionar proteção. O aspeto de produto (identificador “-”) define com que componentes a função é implementada. O aspeto de localização (identificador “+”) determina onde os componentes estão fisicamente instalados — quadro elétrico, painel de comando, máquina.
A separação rigorosa destes três aspetos é o alicerce da engenharia modular. Uma função pode distribuir-se por várias localizações, e uma localização pode conter várias funções. Esta independência permite que módulos funcionais sejam adicionados, removidos ou modificados sem afetar a estrutura dos restantes objetos — um requisito crítico para alterações de última hora, conversões e modernizações.
3. Métodos de Construção: Da Orientação à Produção à Orientação Funcional
No método orientado à produção, os esquemas elétricos são organizados segundo a sequência de fabrico: primeiro a alimentação, depois o circuito de potência, o circuito de comando e finalmente o PLC. A estrutura documental espelha o processo produtivo, e o número de página integra frequentemente a marca de identificação dos dispositivos. Embora permita que a produção trabalhe folha a folha, este método dispersa as funções por múltiplas páginas, dificulta a localização de avarias e torna expansões e alterações de última hora extremamente complexas.
No método orientado à função, os circuitos são encapsulados por tarefa: cada unidade funcional agrupa o circuito de potência, sensores, I/O do PLC e circuitos de segurança numa estrutura coesa. A identificação segue a IEC 81346 (aspeto funcional e de localização) e a classificação documental segue a IEC 61355. Este encapsulamento permite pensar cada função de forma autónoma na fase de projeto, localizar avarias com maior rapidez na manutenção, e expandir ou remover funções sem afetar a construção existente. É este o método que serve de base à criação de bibliotecas modulares.
4. Ferramentas EPLAN para a Modularização
Projetos de macros e variantes de circuito. No EPLAN, os módulos funcionais são implementados como macros geridas em projetos de macros — repositórios centrais onde os circuitos parciais são criados, validados e mantidos. Cada macro pode conter múltiplas variantes (por exemplo, arranque direto vs. arranque com variador de frequência). A manutenção é centralizada: uma atualização na biblioteca pode propagar-se automaticamente a todas as utilizações.
Técnica de placeholders e conjuntos de valores. Para gerir a variância do portfólio de produtos, o EPLAN permite definir variáveis e tabelas de valores que controlam dimensões, fabricantes, descrições e características tecnológicas. A comutação entre componentes ou fabricantes alternativos é feita via placeholders, implementando corretamente as dependências técnicas e permitindo a extensão futura do portfólio sem redesenho dos circuitos base. Configuradores. No nível mais avançado, os configuradores combinam a biblioteca de macros com regras de configuração para gerar automaticamente toda a documentação de projeto a partir de uma seleção de opções. O fluxo é direto: da configuração comercial geram-se os
esquemas, listas de materiais, diagramas de cabos e documentação de produção — viabilizando a transição de abordagens Engineer-to-Order (ETO) para Configure-to-Order (CTO).
5. Impacto na Eficiência, Qualidade e Competitividade
Eficiência operacional. A reutilização sistemática de módulos validados pode reduzir o tempo de engenharia entre 30% e 60%. A geração automática de relatórios (report templates) com filtros, agrupamentos e ordenações definidos elimina tarefas manuais repetitivas. A integração com sistemas ERP e PDM permite que alterações de projeto se propaguem automaticamente para compras, produção e logística. A pré-fabricação parcial torna-se possível porque os módulos padronizados podem entrar em produção antes da conclusão do projeto completo.
Qualidade. Módulos validados transportam um historial de fiabilidade comprovada. As verificações automáticas do EPLAN (duplicações de designações, conexões abertas, incompatibilidades de secção de cabo, erros de referência cruzada) funcionam como uma rede de segurança que previne erros antes de estes chegarem ao chão de fábrica. A consistência documental facilita a certificação segundo normas como a ISO 9001 e a classificação documental segundo a IEC 61355 garante que cada departamento (vendas, compras, produção, manutenção) recebe a vista adequada do produto.
Competitividade. A capacidade de responder rapidamente a pedidos de cotação, reduzir lead times e garantir consistência em múltiplos projetos simultâneos é um diferenciador crítico. A engenharia modular escala a capacidade de projeto sem aumento proporcional de recursos. O conhecimento deixa de depender de indivíduos e passa a estar codificado na biblioteca, reduzindo a curva de aprendizagem de novos colaboradores. No contexto da Indústria 4.0, estruturas padronizadas constituem a base para gémeos digitais e comissionamento virtual.
Conclusão
A estruturação de produto não é uma otimização incremental — é uma transformação estrutural. Exige a definição clara do portfólio de produtos, a decomposição funcional segundo a IEC 81346, a transição para um método de construção orientado à função e a construção progressiva de uma biblioteca de macros, placeholders e configuradores no EPLAN. O percurso requer envolvimento interdepartamental e marcos bem definidos, mas os resultados — documentação mais rápida, mais fiável e escalável — justificam plenamente o investimento. Para empresas que pretendem competir na vanguarda da automação industrial, a engenharia modular e padronizada não é uma opção, é uma necessidade.
David Soares
Consultor / EPLAN Software
